EP2037161A1 - Dichtung mit integriertem Sensor und Dichtungsanordnung mit dieser Dichtung - Google Patents
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- G01K2217/00—Temperature measurement using electric or magnetic components already present in the system to be measured
Definitions
- the invention relates to a seal and a sealing arrangement with such a seal, comprising a support body of tough material and a sealing body made of rubber-elastic material, which surrounds the support body at least partially.
- seals and gaskets with gaskets are well known.
- the seals are formed, for example, as so-called plug-in pieces, which connect adjacent housing parts, such as an engine block and a transmission of a motor vehicle, liquid-tight together.
- sensors that detect, for example, temperatures and / or pressures in machine elements to be sealed.
- Such sensors are arranged in holders on the housings of the machine elements.
- the attachment of the holder on the housing usually takes place through mounting holes in the housing, the holder in the Mounting holes are screwed. In manufacturing and economic terms, this is disadvantageous.
- the invention is based on the object, a seal and a seal assembly of the type mentioned in such a way that the seal of the invention and the seal assembly according to the invention enable a simple and cost-effective detection of interesting readings.
- a seal with integrated sensor comprising a support body of tough material and a sealing body of rubber-elastic material, which surrounds the support body at least partially, wherein the support body is connected to a wall penetrating its receiving tube for the sensor.
- the seal assembly comprises a seal as described above, wherein the seal has the shape of a male piece and the housing parts sealingly connected to each other, wherein the male part has a sleeve-shaped support body which is encased on the outer peripheral side of the sealing body, wherein the sealing body in the region of its two end faces in each case one Has sealing bead. It is advantageous that the seal / seal assembly has an integrated sensor.
- the seal / seal assembly and the sensor form a preassemblable unit.
- the assembly is much easier and the risk of assembly errors is kept to a minimum.
- the receiving tube for the sensor penetrates the wall of the support body and ends, in the mounted and ready-to-use state, in the space to be sealed, in which the measured values can be detected.
- the receiving tube may be positively sealed by the sealing body or material sealing. It is advantageous that the transition region from the support body is additionally sealed to the receiving tube.
- the support body and the receiving tube may be cohesively connected to each other.
- the cohesive connection can be effected, for example, by the fact that the receiving tube is welded into the supporting body.
- this connection is absolutely leak-free during the entire service life.
- the support body and the receiving tube can be non-positively and / or positively connected with each other.
- Force and / or positive connections have the advantage that the receiving tube and the support body can be separated from each other in a non-destructive manner. This is particularly advantageous if the receiving tube and the sensor form a preassembled unit and during the service life of the seal / seal assembly, for example due to a defect would have to be replaced.
- the support body and / or the receiving tube may consist of a metallic or polymeric material.
- cohesive connections between the support body and receiving tube it makes sense if these two components to be joined together are formed of the same material.
- the receiving tube contrast, from a polymeric material.
- the receiving tube may be provided with an integral seal to sealingly close the transition region between the support body and the receiving tube.
- the seal may be formed as a plug-in piece and have a sleeve-shaped support body.
- Plug-in pieces are used to sealingly interconnect adjacent machine components, such as the transmission and engine of a motor vehicle.
- the plug connects the housing of the adjacent machine elements.
- the support body is thereby e.g. flows through to be sealed medium.
- the receiving tube protrudes into the interior of the plug-in piece in order to record measured values, such as, for example, the temperature of the medium flowing through and / or the pressure inside the plug-in piece.
- the sensor may be non-positively and / or positively arranged in the receiving tube. This allows a simple adaptation of the sensor to the particular circumstances of the application. It is possible to use one and the same seal, depending on the application, either a temperature sensor, a pressure sensor or other transducers can be mounted within the receiving tube. Also, sensors for different measuring ranges, depending on the application, can be inserted into the receiving tube. This modular system ensures a simple and cost-effective adaptation of the seal / seal assembly to the particular application.
- pressure and / or temperature sensors can be used.
- the receiving tube inside the plug-in piece can be open-ended or sealed at the end.
- the sealing bead in the region of the two end faces of the sealing body can, viewed in longitudinal section, be formed curved radially outwards or inwards.
- a radially outwardly projecting receiving tube In the axial direction between the sealing beads, a radially outwardly projecting receiving tube can be arranged.
- the sealing beads are usually arranged sealingly in bores of adjacent housings.
- the receiving tube is then in the gap formed by the distance between the housings.
- FIGS. 1 to 4 Two embodiments of seals / seal assemblies are shown.
- a seal is shown, which is designed as a plug 6 and a Support body 2 comprises a tough material.
- the support body 2 consists of a metallic material; deviating from this, however, a polymeric material can also be used.
- the sealing body 3 consists in the embodiment shown in each case of an elastomeric material which completely surrounds the support body 2 on the outer peripheral side.
- the end faces 13,14 of the support body 2 are each free of elastomeric material of the sealing body 3; like in the FIGS.
- the seal has an integrated sensor 1.
- the plug-in piece 6 is arranged in the two exemplary embodiments shown between two housing parts 7, 8 which are shown schematically and are to be sealed against each other.
- the sealing body 3 has, in the region of its two end faces 15, 16, in each case a sealing bead 11, 12, wherein each sealing bead 11, 12 is designed to bulge radially outward. In the axial direction between the sealing beads 11,12 the receiving tube 5 for the sensor 1 projects radially outward.
- FIG. 1 the first embodiment of the seal / seal assembly is shown in a longitudinal section; in FIG. 2 the seal / seal assembly is shown in a view.
- the sensor 1 is designed as a temperature sensor and arranged in the receiving tube 5.
- the receiving tube 5 is just like the support body 2, made of a metallic material and is materially connected thereto. The connection is formed by a welded joint.
- the receiving tube 5 is closed at the end in the plug-in piece 6, so that the temperature sensor is protected from exposure to medium to be sealed.
- the receiving tube 5 has a collar 17, which is annular in shape and touches the supporting body 2 on the outer peripheral side. Both the collar 17 and the lower part of the receiving tube 5, which is arranged radially outside of the support body 2, are enclosed by elastomeric material of the sealing body 3. The upper part of the receiving tube 5, from which the cables 18 are guided in the direction of a plug 19, is closed with a sealing plug 20.
- FIG. 3 Is the second embodiment of the seal / seal assembly shown in a longitudinal section; in FIG. 4 the seal / seal assembly is shown in a view.
- the sensor 1 is designed as a pressure sensor and arranged in the receiving tube 5.
- the receiving tube 5 penetrates the wall 4 of the support body 2.
- the receiving tube 5 has a funnel-shaped enlargement 21, in which the pressure sensor is arranged.
- the receiving tube is open on the extension 21 axially facing away from the end face, so that the pressure sensor with the effective pressure within the plug 6 pressure can be acted upon.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Dichtung und eine Dichtungsanordnung mit einer solchen Dichtung, umfassend einen Stützkörper aus zähhartem Werkstoff und einen Dichtkörper aus gummielastischem Werkstoff, der den Stützkörper zumindest teilweise umschließt.
- Dichtungen und Dichtungsanordnungen mit Dichtungen sind allgemein bekannt. Die Dichtungen sind beispielsweise als so genannte Steckstücke ausgebildet, die benachbart zueinander angeordnete Gehäuseteile, wie beispielsweise einen Motorblock und ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, flüssigkeitsdicht miteinander verbinden.
Für viele Anwendungsfälle ist es erforderlich, in der Peripherie der Dichtungen/Dichtungsanordnungen Sensoren vorzusehen, die beispielsweise Temperaturen und/oder Drücke in abzudichtenden Maschinenelementen detektieren. Solche Sensoren sind in Haltern an den Gehäusen der Maschinenelemente angeordnet. Die Befestigung der Halter am Gehäuse erfolgt meist durch Aufnahmebohrungen im Gehäuse, wobei die Halter in die Aufnahmebohrungen eingeschraubt sind. In fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht ist dies nachteilig. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Dichtung und eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass die erfindungsgemäße Dichtung und die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung eine einfache und kostengünstige Detektierung interessierender Messwerte ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 11 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die darauf jeweils rückbezogenen Unteransprüchen Bezug.
- Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dichtung mit integriertem Sensor vorgesehen, umfassend einen Stützkörper aus zähhartem Werkstoff und einen Dichtkörper aus gummielastischem Werkstoff, der den Stützkörper zumindest teilweise umschließt, wobei der Stützkörper mit einem seine Wandung durchdringenden Aufnahmerohr für den Sensor verbunden ist.
Die Dichtungsanordnung umfasst eine Dichtung wie zuvor beschrieben, wobei die Dichtung die Form eines Steckstücks aufweist und die Gehäuseteile dichtend miteinander verbindet, wobei das Steckstück einen hülsenförmigen Stützkörper aufweist, der außenumfangsseitig von dem Dichtkörper ummantelt ist, wobei der Dichtkörper im Bereich seiner beiden Stirnseiten jeweils einen Dichtwulst aufweist.
Hierbei ist von Vorteil, dass die Dichtung/Dichtungsanordnung einen integrierten Sensor aufweist. Die Dichtung/Dichtungsanordnung und der Sensor bilden eine vormontierbare Einheit. Im Vergleich zur Montage von einem separaten Sensor und zusätzlich von Dichtungen/Dichtungsanordnungen ohne integrierten Sensor, ist die Montage insgesamt wesentlich vereinfacht und die Gefahr von Montagefehlern ist auf ein Minimum begrenzt. Kostenaufwändiger Verbindungen von Sensorhalter und Gehäusen von Maschinenelementen, beispielsweise Schraubverbindungen, bedarf es nicht.
Das Aufnahmerohr für den Sensor durchdringt die Wandung des Stützkörpers und endet, im montierten und gebrauchsfertigen Zustand, in dem abzudichtenden Raum, in dem die Messwerte detektiert werden können. - Das Aufnahmerohr kann vom Dichtkörper form- oder stoffschlüssig dichtend umschlossen sein. Hierbei ist von Vorteil, dass der Übergangsbereich vom Stützkörper zum Aufnahmerohr zusätzlich abgedichtet ist.
- Der Stützkörper und das Aufnahmerohr können stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
Die stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Aufnahmerohr in den Stützkörper eingeschweißt ist, Hierbei ist von Vorteil, dass diese Verbindung während der gesamten Gebrauchsdauer absolut dicht ist. - Nach einer anderen Ausgestaltung können der Stützkörper und das Aufnahmerohr kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein. Kraft-und/oder formschlüssige Verbindungen haben den Vorteil, dass das Aufnahmerohr und der Stützkörper zerstörungsfrei lösbar voneinander getrennt werden können. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Aufnahmerohr und der Sensor eine vormontierte Einheit bilden und während der Gebrauchsdauer der Dichtung/Dichtungsanordnung, beispielsweise aufgrund eines Defekts, ausgetauscht werden müssten.
- Der Stützkörper und/oder das Aufnahmerohr können aus einem metallischen oder polymeren Werkstoff bestehen. Insbesondere für die Ausführung "stoffschlüssige Verbindungen zwischen Stützkörper und Aufnahmerohr" ist es sinnvoll, wenn diese beiden miteinander zu verbindenden Bauteile materialeinheitlich ausgebildet sind.
- Werden diese Bauteile demgegenüber kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden, kann beispielsweise der Stützkörper aus einem metallischen Werkstoff bestehen, das Aufnahmerohr demgegenüber aus einem polymeren Werkstoff. Das Aufnahmerohr kann mit einer integrierten Dichtung versehen sein, um den Übergangsbereich zwischen dem Stützkörper und dem Aufnahmerohr dichtend zu verschließen.
- Die Dichtung kann als Steckstück ausgebildet sein und einen hülsenförmigen Stützkörper aufweisen. Steckstücke werden verwendet, um benachbart zueinander angeordnete Maschinenelemente, wie beispielsweise Getriebe und Motor eines Kraftfahrzeugs, dichtend miteinander zu verbinden. Das Steckstück verbindet die Gehäuse der zueinander benachbarten Maschinenelemente. Der Stützkörper wird dabei z.B. von abzudichtendem Medium durchströmt. Das Aufnahmerohr ragt in das Innere des Steckstücks, um Messwerte, wie beispielsweise die Temperatur des durchströmenden Mediums und/oder den Druck im Inneren des Steckstücks, aufzunehmen.
- Der Sensor kann kraft- und/oder formschlüssig im Aufnahmerohr angeordnet sein. Dadurch kann eine einfache Anpassung des Sensors an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls erfolgen. Es besteht die Möglichkeit, ein und dieselbe Dichtung einzusetzen, wobei abhängig vom Anwendungsfall entweder ein Temperatursensor, ein Drucksensor oder andere Messwertaufnehmer innerhalb des Aufnahmerohrs montiert werden können. Auch können Sensoren für unterschiedliche Messbereiche, abhängig vom Anwendungsfall, in das Aufnahmerohr eingesetzt werden. Durch dieses Baukastensystem ist eine einfache und kostengünstige Anpassung der Dichtung/Dichtungsanordnung an den jeweiligen Anwendungsfall gewährleistet.
- Als Sensor können Druck- und/oder Temperatursensoren zur Anwendung gelangen.
- Je nach verwendetem Sensor und abhängig vom zu detektierenden Messwert, kann das Aufnahmerohr im Inneren des Steckstücks stimseitig offen oder dicht verschlossen sein.
- Der Dichtwulst im Bereich der beiden Stirnseiten des Dichtkörpers kann, im Längsschnitt betrachtet, radial nach außen oder innen gewölbt ausgebildet sein.
- In axialer Richtung zwischen den Dichtwulsten kann ein radial nach außen ragendes Aufnahmerohr angeordnet sein. Die Dichtwulste sind üblicherweise in Bohrungen von einander benachbarten Gehäusen dichtend angeordnet. Das Aufnahmerohr befindet sich dann in dem durch den Abstand zwischen den Gehäusen gebildeten Spalt.
- Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele anhand der
Figuren 1 bis 4 näher erläutert, Diese zeigen: -
-
Figuren 1 und2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Dichtung, wobei der Sensor als Temperatursensor ausgebildet ist, -
Figuren 3 und4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung mit der erfindungsgemäßen Dichtung, wobei der Sensor als Drucksensor ausgebildet ist. - In den
Figuren 1 bis 4 sind zwei Ausführungsbeispiele von Dichtungen/Dichtungsanordnungen gezeigt. In jedem der Ausführungsbeispiele ist eine Dichtung gezeigt, die als Steckstück 6 ausgebildet ist und einen Stützkörper 2 aus einem zähhartem Werkstoff umfasst. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen besteht der Stützkörper 2 aus einem metallischen Werkstoff; abweichend davon kann jedoch auch ein polymeren Werkstoff zur Anwendung gelangen.
Der Dichtkörper 3 besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils aus einem elastomeren Werkstoff, der den Stützkörper 2 außenumfangsseitig vollständig umschließt. Die Stirnseiten 13,14 des Stützkörpers 2 sind jeweils frei von elastomerem Werkstoff des Dichtkörpers 3; wie in denFiguren 1 und3 gezeigt, ragt der elastomere Werkstoff des Dichtkörpers 3 stimseitig beiderseits in axialer Richtung jeweils mit seinen beiden Stirnseiten 15,16 über die Stirnseiten 13,14 des Stützkörpers 2.
In jedem der Ausführungsbeispiele weist die Dichtung einen integrierten Sensor 1 auf. Das Steckstück 6 ist in den beiden gezeigten Ausführungsbeispielen zwischen zwei schematisch dargestellten und gegeneinander abzudichtenden Gehäuseteilen 7, 8 angeordnet. Der Dichtkörper 3 weist im Bereich seiner beiden Stirnseiten 15,16 jeweils einen Dichtwulst 11,12 auf, wobei jeder Dichtwulst 11,12 radial nach außen gewölbt ausgebildet ist. In axialer Richtung zwischen den Dichtwulsten 11,12 springt das Aufnahmerohr 5 für den Sensor 1 radial nach außen vor. - In
Figur 1 ist das erste Ausführungsbeispiel der Dichtung/Dichtungsanordnung in einem Längsschnitt gezeigt; inFigur 2 ist die Dichtung/Dichtungsanordnung in einer Ansicht dargestellt.
Der Sensor 1 ist als Temperatursensor ausgebildet und im Aufnahmerohr 5 angeordnet.
Das Aufnahmerohr 5 besteht ebenso, wie der Stützkörper 2, aus einem metallischen Werkstoff und ist stoffschlüssig mit diesem verbunden. Die Verbindung ist durch eine Schweißverbindung gebildet.
Das Aufnahmerohr 5 ist innerhalb des Steckstücks 6 stimseitig verschlossen, so dass der Temperatursensor vor einer Beaufschlagung mit abzudichtendem Medium geschützt ist. - Um eine korrekte Position des Aufnahmerohrs 5 im Steckstück 6 sicherzustellen, weist das Aufnahmerohr 5 einen Bund 17 auf, der kreisringförmig ausgebildet ist und den Stützkörper 2 außenumfangsseitig anliegend berührt. Sowohl der Bund 17 als auch der untere Teil des Aufnahmerohrs 5, der radial außerhalb des Stützkörpers 2 angeordnet ist, sind von elastomerem Werkstoff des Dichtkörpers 3 umschlossen. Der obere Teil des Aufnahmerohrs 5, aus dem die Kabel 18 in Richtung eines Steckers 19 geführt sind, ist mit einem Verschlussstopfen 20 verschlossen.
- In
Figur 3 Ist das zweite Ausführungsbeispiel der Dichtung/Dichtungsanordnung in einem Längsschnitt gezeigt; inFigur 4 ist die Dichtung/Dichtungsanordnung in einer Ansicht dargestellt.
Der Sensor 1 ist als Drucksensor ausgebildet und im Aufnahmerohr 5 angeordnet. Stirnseitig einerseits durchdringt das Aufnahmerohr 5 die Wandung 4 des Stützkörpers 2. Stirnseitig andererseits weist das Aufnahmerohr 5 eine trichterförmige Erweiterung 21 auf, in der der Drucksensor angeordnet ist. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel aus denFiguren 1 und2 ist das Aufnahmerohr auf der der Erweiterung 21 axial abgewandten Stirnseite offen, so dass der Drucksensor mit dem innerhalb des Steckstücks 6 wirksamen Druck beaufschlagbar ist.
Ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäßFiguren 1 und2 , schließt sich an den Sensor 1 ein Kabel 18 an, das in einem Stecker 19 mündet. - Abweichend von den hier dargestellten Ausführungsbeispielen besteht die Möglichkeit, den Stecker 19 ohne ein Kabel direkt mit dem Aufnahmerohr 5 zu verbinden.
Claims (13)
- Dichtung mit integriertem Sensor (1), umfassend einen Stützkörper (2) aus zähhartem Werkstoff und einen Dichtkörper (3) aus gummielastischem Werkstoff, der den Stützkörper (2) zumindest teilweise umschließt, wobei der Stützkörper (2) mit einem seine Wandung (4) durchdringenden Aufnahmerohr (5) für den Sensor (1) verbunden ist.
- Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmerohr (5) vom Dichtkörper (3) form- oder stoffschlüssig dichtend umschlossen ist.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (2) und das Aufnahmerohr (5) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmerohr (5) in den Stützkörper (2) eingeschweißt ist.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (2) und das Aufnahmerohr (5) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (2) und/oder das Aufnahmerohr (5) aus einem metallischen oder polymeren Werkstoff bestehen.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Steckstück (6) ausgebildet ist und einen hülsenförmigen Stützkörper (2) aufweist
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) kraft- und/oder formschlüssig im Aufnahmerohr (5) angeordnet ist.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) als Druck- und/oder Temperatursensor ausgebildet ist.
- Dichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das im Stützkörper (2) angeordnete stimseitig Ende des Aufnahmerohrs (5) offen oder verschlossenen ist.
- Dichtungsanordnung, umfassend eine Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und zwei gegeneinander abzudichtende Gehäuseteile (7, 8), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung die Form eines Steckstücks (6) aufweist und die Gehäuseteile (7, 8) dichtend miteinander verbindet, dass das Steckstück (6) einen hülsenförmigen Stützkörper (2) aufweist, der außenumfangsseitig von dem Dichtkörper (3) ummantelt ist, wobei der Dichtkörper (3) im Bereich seiner beiden Stirnseiten (9, 10) jeweils einen Dichtwulst (11, 12) aufweist.
- Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dichtwulst (11,12), im Längsschnitt betrachtet, radial nach außen oder innen gewölbt ausgebildet ist.
- Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung zwischen den Dichtwulsten (11, 12) ein radial nach außen ragendes Aufnahmerohr (5) angeordnet ist.
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| DE502007007004D1 (de) | 2011-06-01 |
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